초록 ▼

I. 서론
1970년대부터 농업생산성 향상을 위해 비료 생산량의 수요가 지속적으로 증가되어 왔으며, 이에 따라 인산비료를 제조하는 시설이 우리나라뿐만 아니라 미국 플로리다, 인도, 중국 등에서 수많은 인산제조시설이 운영되어 왔다. 또한 인산제조실설에서 인광석을 황산으로 처리하여 인산 1톤을 생산할 때 인산석고가 약 5톤 정도 발생하는 것으로 알려져 있으며, 발생된 인산석고의 재활용 용도 및 방법 확대를 위한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
현재 우리나라 인산제조시설에서 인산부산석고는 매년 100만 톤 정도 발생하는 것으로

I. 서론
1970년대부터 농업생산성 향상을 위해 비료 생산량의 수요가 지속적으로 증가되어 왔으며, 이에 따라 인산비료를 제조하는 시설이 우리나라뿐만 아니라 미국 플로리다, 인도, 중국 등에서 수많은 인산제조시설이 운영되어 왔다. 또한 인산제조실설에서 인광석을 황산으로 처리하여 인산 1톤을 생산할 때 인산석고가 약 5톤 정도 발생하는 것으로 알려져 있으며, 발생된 인산석고의 재활용 용도 및 방법 확대를 위한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
현재 우리나라 인산제조시설에서 인산부산석고는 매년 100만 톤 정도 발생하는 것으로 추정되며, 발생량의 약 15%정도는 시멘트 응결지연제, 석고보드, 기능성 비료 등 제한적으로 재활용되어 왔다. 그러나 대부분의 인산석고는 ㅓ인산제조시설 인근에 있는 인산석고적치장에 장기적치되어 시설관리비용만 연간 수십억 원이 소요되고 있으며, 태풍, 폭우 등과 같은 자연재해가 발생할 경우 적치된 인산석고가 주변 토양, 바다, 지하수, 하천 등으로 유출될 가능성이 있다. 또한 인산석고 적치장에서 근무하는 작업자의 건강에도 영향을 줄 수 있을 것으로 예상된다.

Abstract ▼

About 1.0 million tons of phosphogypsum (PG), which is a by-product generated from wet process of phosphoric acid production, is only fifteen percent the recycling uses such as cement retardant, gypsum board, plaster, functional fertilizer annually, because of high transportation cost, low economic

About 1.0 million tons of phosphogypsum (PG), which is a by-product generated from wet process of phosphoric acid production, is only fifteen percent the recycling uses such as cement retardant, gypsum board, plaster, functional fertilizer annually, because of high transportation cost, low economic value, and reducible usage of agricultural fertilizers.
However, most of them have been piled in stack sites during the long term and the operational management is expected to cost four billion won by year. In addition, local people are concerned the stack, fearing that there is potential impacts on the surrounding environment.
Therefore, in this study, the contaminant degree depending on the mixing ratio of PG and soil to utilize PG as the fill material for reclamation in seaside region and the estimation of environmental effect by using of soil-mixing-PG covering in reclaimed land was investigated.
In the result of analysis, pH of PG, neutralizing gypsum, soil, and dredged soil were 3.5, 7.4, 8 to 8.8, and 7.8, respectively. In case of the Electric conductivity(EC), PG, neutralizing gypsum, and soil were 2,990 μS/cm, 2,230 μS/cm, and 84∼99 μS/cm, respectively. In heavy metal contents of PG, Ca and F- were 19.7% and 703 mg/kg, respectively, but As and Cd could be maintained under environmental limits.
In heavy metals of leaching PG, Ca and Na were 629 mg/L and 13 mg/L, respectively, but As, Cd, and so on were under limited levels. In addition, only the radioactive 226Ra concentration of neutralizing PG exceeded 370 Bq/kg (U.S. EPA Regulations 64 FR 5574, 226Ra levels should not exceed 370 Bq/kg in PG).
In sequential batch leaching test, the leaching concentrations of As and Cd were rapidly decreased after 2 days. F- and Ca were steadily decreased until 2 days and 8 days, respectively, and no more change since then. In case of SO₄^2-, it fell at constant rate to 1,600∼1,800 mg/L. As seen in Ca leaching curve relating to pH value, the leaching decreased with increasing pH.
In percolation column test, pH, Ca, and F- were slightly increased vs. leaching time, whereas EC and SO₄^2- were decreased. In addition, the leaching concentrations of Ca and F- vs. leaching time using complete mixing method were higher than that of stratified mixture method, whereas SO42- had no effect.
The most of hazardous heavy metals was released under environmental limits.
In desalination test using a Lysimeter, pH and EC had no changes vs. leaching time. In addition, Na leaching concentration was becoming low-value depending on the depth of the Lysimeter and it was clearly appeared over a period of leaching time.
The results of risk assessment, it was suggested that there are no effect of the surrounding environment on utilization of PG as the fill material for reclamation in seaside region if observing the rule with an average concentration less than ²²⁶Ra 370 Bq/kg. As the result of benefit-cost(B/C) relating to stack, recycling, soil-cost and so on, the B/C ratio was approximately 3.3 as becoming more economical-effect.
In case of PG recycling with a dredging clay, the hight of soil-mixing-PG covering 0.5 to 1.5m, in the around each deep-rooted tree will be 1.5 m at least. At shallow-rooted tree, only 0.5 m of the hight will be fine because of 30 cm minimum depth of grass in general.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목 차 ... 3
• 표 목차 ... 5
• 그림목차 ... 6
• Abstract ... 7
• Ⅰ. 서 론 ... 9
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 11
• 1. 폐인산석고의 배출실태 현황조사 ... 13
• 2. 폐인산석고의 연구동향 및 사례조사 ... 13
• 3. 현장조사 및 시료채취방법 ... 13
• 가. 현장조사 ... 13
• 나. 시료채취방법 ... 14
• 4. 연구방법 ... 14
• 가. 조사대상 시료의 용출, 함량 시험방법 ... 14
• 나. 조사대상 시료의 방사성핵종 시험방법 ... 16
• 다. 연속회분식 용출시험방법 ... 17
• 라. 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test) 방법 ... 19
• 마. 모형매립조 실험(Lysimeter test) 방법 ... 20
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 22
• 1. 폐인산석고의 배출실태현황 ... 22
• 2. 국내·외 연구동향 및 사례 ... 24
• 가. 국내·외 폐인산석고의 재활용 연구동향 및 사례 ... 24
• 나. 국내·외 폐인산석고 관련법규 및 재활용기준 ... 24
• 3. 폐인산석고의 현장조사 및 시료채취 현황 ... 26
• 가. 현장조사 ... 26
• 나. 시료채취현황 ... 26
• 4. 조사대상 시료의 특성 ... 27
• 가. 일반적인 특성 및 발생 공정 ... 27
• 나. 폐인산석고의 용도 ... 28
• 다. 물리학적 특성 ... 29
• 라. 광물학적 조성 ... 29
• 마. 방사성 핵종 분석 ... 31
• 5. 조사대상 시료의 함량 및 용출시험 분석결과 ... 32
• 가. pH 및 전기전도도 ... 32
• 나. 함량분석결과 ... 33
• 다. 용출분석결과 ... 34
• 6. 폐인산석고의 연속회분식 용출시험 분석결과 ... 35
• 가. pH 및 전기전도도 ... 35
• 나. 무기물질류 분석결과 ... 35
• 다. 이온물질류 분석결과 ... 36
• 라. 용출계수 산정결과 비교 ... 37
• 7. 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test) 분석결과 ... 39
• 가. pH 및 전기전도도 ... 39
• 나. 무기물질류 분석결과 ... 39
• 다. 이온물질류 분석결과 ... 41
• 8. 모형매립조 실험(Lysimeter test) 분석결과 ... 42
• 가. pH 및 전기전도도 ... 42
• 나. 무기물질류 분석결과 ... 43
• 다. 이온물질류 분석결과 ... 45
• 9. 경제성 평가 ... 47
• 가. 폐인산석고 처리비용 ... 47
• 나. 매립성토재 비용 ... 48
• 다. 폐인산석고 적치장 운영비용(재활용/미재활용) ... 49
• 라. 경제성 분석 ... 50
• Ⅳ. 결 론 ... 51
• V. 기대효과 ... 55
• 참 고 문 헌 ... 56
• 끝페이지 ... 60